日本物質材料研究機構(NIMS)與東洋炭素共同開發了一項可同時實現「高輸出、長壽命、大型化」之碳電極，並利用電極試作出電力量達1 Wh級的積層型鋰空氣電池，且確認可穩定運作。鋰空氣電池相較於鋰離子電池，理論上的重量能量密度可達數倍。NIMS此前已成功開發出重量能量密度達500 Wh/kg級的鋰空氣電池。然而，目前多數鋰空氣電池的研究中，電力量仍停留在0.01 Wh以下。因此，若要邁向實用化，仍須克服包括電池單體大型化在內的多項技術課題。
此次研究結合了東洋碳素的「中尺度(Meso Scale)孔徑控制技術」與NIMS的「多孔性碳自立膜製作技術」，以開發能同時解決「高輸出、長壽命、大型化」課題的碳電極。具體而言，係利用以MgO粒子為鑄模的模板法 製作出具有中尺度孔徑結構的碳材料，並調整孔徑大小以符合鋰空氣電池的需求。其後對所得碳粉進行適溫熱處理使其石墨化，藉此提升材料的結晶性與耐久性。
此外，研究團隊以開發出的碳粉為主要成分製成漿料，並透過刮刀塗佈法(Doctor Blade)製膜，隨後再利用非溶劑誘導相分離法(Non-solvent Induced Phase Separation)在膜內導入巨觀尺度的孔隙結構(Macropores)。此一設計俾使電池能支援高輸出運轉。製作出的多孔性碳自立膜不僅具有94%的高孔隙率，同時也表現出優異的機械強度。
研究團隊將新開發的碳電極應用於鋰空氣電池正極，並進行充放電特性評估後，結果顯示，在1.5mA/cm²的電流密度條件下，能夠進行150次以上的循環穩定充放電。此外，新碳電極的製程已可對應10×10 cm以上的大面積製作。此次試作的積層型鋰空氣電池則採用了4×4 cm大小的電極。